一種用於結晶器的複合鍍層材料及製備方法
2023-09-22 13:41:10
一種用於結晶器的複合鍍層材料及製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於結晶器的複合鍍層材料及製備方法，為鎳基複合鍍層材料或者鎳合金基複合鍍層材料，複合鍍層材料是由基質金屬及大量彌散分布於基質金屬中的、對基質金屬起強化或者減磨作用的微粒或者纖維構成；所述鎳基複合鍍層的基質金屬是金屬鎳，所述鎳合金基複合鍍層的基質金屬是鎳基合金。
【專利說明】—種用於結晶器的複合鍍層材料及製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於表面處理【技術領域】，具體是指一種用於冶金連鑄機結晶器的複合鍍層材料及製備方法。
【背景技術】
[0002]冶金連鑄機結晶器在冶金行業有著廣泛的應用。目前，冶金連鑄機結晶器普遍採用銅合金製造，以保證結晶器具有很好的導熱性能。有鑑於冶金連鑄機結晶器所處的高溫、磨損的工況特點，要求冶金連鑄機結晶器具有優異的高溫耐磨性能。為此，人們通過在銅合金冶金連鑄機結晶器表面電鍍各種類型的金屬鍍層來提高冶金連鑄機結晶器的使用壽命。目前，應用於冶金連鑄機結晶器的鍍層包括鉻鍍層、鎳鍍層、鎳-鐵合金鍍層、鎳-鈷合金鍍層、鎳/鉻鍍層、鎳/鎳-鐵鍍層，等等。但這類鍍層仍存在耐磨性差，壽命低的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種用於冶金連鑄機結晶器的複合鍍層材料。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種用於結晶器的複合鍍層材料，為鎳基複合鍍層材料或者鎳合金基複合鍍層材料，複合鍍層材料是由基質金屬及大量彌散分布於基質金屬中的、對基質金屬起強化或者減磨作用的微粒或者纖維構成；
[0006]所述鎳基複合鍍層的基質金屬是金屬鎳，複合鍍層中金屬鎳的體積百分含量在85~99%的範圍；
[0007]所述鎳合金基複合鍍層的基質`金屬是鎳基合金，鎳基合金的體積百分含量在85~99%的範圍,鎳基合金是二元鎳基合金,三元鎳基合金和四元鎳基合金。
[0008]所述
[0009]二元鎳基合金，三元鎳基合金和四元鎳基合金的體積百分含量的比為1:1:2.5。
[0010]鎳基複合鍍層以及鎳合金基複合鍍層中大量彌散分布於基質金屬中的微粒或者纖維的種類至少是二種以上。
[0011]微粒或者纖維的形狀是不規則的任意形狀。
[0012]微粒或者纖維的尺寸是是納米級大小。
[0013]微粒或者纖維的成分是有機物或者是無機物。
[0014]複合鍍層中微粒或者纖維的體積百分含量在35-45%的範圍。
[0015]其製造方法，採用直流複合電鍍或者脈衝複合電鍍，是鎳基複合鍍層的製造過程，包括以下步驟:
[0016]配製鎳基複合鍍液:
[0017]鎳鹽350 ~450g/L
[0018]不溶性微粒或者纖維200~300g/L
[0019]添加劑100 ~150g/L[0020]在20~80°C的溫度範圍內對配製好的複合鍍液進行充分攪拌；
[0021]將經過除油、除氧化層、清洗等前處理的冶金連鑄機結晶器放入鍍槽中，將結晶器與電鍍用電源連接；
[0022]打開電鍍電源，在冶金連鑄機結晶器表面直流電鍍或者脈衝電鍍鎳基複合鍍層或者鎳合金基複合鍍層。
[0023]本發明的有益效果是:
[0024]本發明的技術方案，具有優異的高溫耐磨性能以及抗高溫氧化性能，鍍層硬度在350 ~1500Hv。
【具體實施方式】
[0025]—種用於結晶器的複合鍍層材料，為鎳基複合鍍層材料或者鎳合金基複合鍍層材料，複合鍍層材料是由基質金屬及大量彌散分布於基質金屬中的、對基質金屬起強化或者減磨作用的微粒或者纖維構成；
[0026]所述鎳基複合鍍層的基質金屬是金屬鎳，複合鍍層中金屬鎳的體積百分含量在85~99%的範圍；
[0027]所述鎳合金基複合鍍層的基質金屬是鎳基合金，鎳基合金的體積百分含量在85~99%的範圍,鎳基合金是二元鎳基合金,三元鎳基合金和四元鎳基合金。
[0028]所述二元鎳基合金，三元鎳基合金和四元鎳基合金的體積百分含量的比為1:1:2.5o
[0029]鎳基複合鍍層以及鎳合金基複合鍍層中大量彌散分布於基質金屬中的微粒或者纖維的種類至少是二種以上。
[0030]微粒或者纖維的形狀是不規則的任意形狀。
[0031 ] 微粒或者纖維的尺寸是是納米級大小。
[0032]微粒或者纖維的成分是有機物或者是無機物。
[0033]複合鍍層中微粒或者纖維的體積百分含量在35-45%的範圍。
[0034]有機物微粒或者纖維如甲基丙烯酸脂、聚醯胺類聚合物、氟類聚合物、聚苯乙烯、聚苯醚、聚苯撐、聚苯硫醚、聚丙烯晴等高分子微粒或纖維等等。無機物微粒或者纖維如A1203、Ti02、Be0、Mg0、Ca0、Zr02、Th02、U02、Si02、La203、稀土氧化物或者混合稀土氧化物、氧化錳、氧化鐵、V205、氧化鉛、氧化鉍等各種氧化物微粒或者纖維，或者氮化矽(Si3N4)、氮化硼、氮化鋁、氮化鈦、氮化矽、氮化鋁、HfN, TaN, ZrN, TiN, SeN, UN、ThN, BN、Th3N4、NbN、Si3N4、VN、CrN、Be3N2 等氮化物微粒或者纖維，或者 VC、SiC、B4C、TiC、ZrC, TaC, WC、Mo2C等碳化物微粒或者纖維，或者MoS2、WS2等硫化物微粒，或者各種硼化物微粒或者纖維，或者納米碳管、碳纖維等等。鎳基複合鍍層以及鎳合金基複合鍍層中的微粒或者纖維的種類可以是上述有機以及無機物微粒或者纖維中的一種或者多種。
[0035]其製造方法，採用直流複合電鍍或者脈衝複合電鍍，其特徵是鎳基複合鍍層的製造過程包括以下步驟:
[0036]配製鎳基複合鍍液:
[0037]鎳鹽350 ~450g/L
[0038]不溶性微粒或者纖維200~300g/L[0039]添加劑100 ?150g/L
[0040]在20?80°C的溫度範圍內對配製好的複合鍍液進行充分攪拌；
[0041]將經過除油、除氧化層、清洗等前處理的冶金連鑄機結晶器放入鍍槽中，將結晶器與電鍍用電源連接；
[0042]打開電鍍電源，在冶金連鑄機結晶器表面直流電鍍或者脈衝電鍍鎳基複合鍍層或者鎳合金基複合鍍層。
[0043]添加劑是具有增加複合鍍液的導電能力、或者是穩定複合鍍液的PH值、或者是與複合鍍液中的離子形成絡和離子、或者是改變鍍槽中電極與複合鍍液間的界面張力、或者是保證鍍槽中陽極的正常溶解、或者是改變複合鍍層的內應力、或者是改變複合電鍍過程基質金屬電結晶的晶粒大小、或者是改變複合鍍液中微粒或者纖維的分散狀態的物質；加入複合鍍液中的添加劑可以是具有上述功能的物質中的一種或者多種。
【權利要求】
1.一種用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:為鎳基複合鍍層材料或者鎳合金基複合鍍層材料，複合鍍層材料是由基質金屬及大量彌散分布於基質金屬中的、對基質金屬起強化或者減磨作用的微粒或者纖維構成；所述鎳基複合鍍層的基質金屬是金屬鎳，複合鍍層中金屬鎳的體積百分含量在85?99%的範圍；所述鎳合金基複合鍍層的基質金屬是鎳基合金，鎳基合金的體積百分含量在85?99 %的範圍,鎳基合金是二元鎳基合金,三元鎳基合金和四元鎳基合金。
2.根據權利要求1所述的用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:所述的二元鎳基合金，三兀鎳基合金和四兀鎳基合金的體積百分含量的比為1:1:2.5。
3.根據權利要求1所述的用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:鎳基複合鍍層以及鎳合金基複合鍍層中大量彌散分布於基質金屬中的微粒或者纖維的種類至少是二種以上。
4.根據權利要求1所述的用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:微粒或者纖維的形狀是不規則的任意形狀。
5.根據權利要求1所述的用於冶金連鑄機結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:微粒或者纖維的尺寸是是納米級大小。
6.根據權利要求1所述的用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:微粒或者纖維的成分是有機物或者是無機物。
7.根據權利要求1所述的用於結晶器的複合鍍層材料，其特徵在於:複合鍍層中微粒或者纖維的體積百分含量在35-45%的範圍。
8.一種結晶器的複合鍍層材料製備方法，採用直流複合電鍍或者脈衝複合電鍍，是鎳基複合鍍層的製造過程，其特徵在於:包括以下步驟:配製鎳基複合鍍液:鎳鹽350?450g/L不溶性微粒或者纖維200?300g/L添加劑100?150g/L在20?80°C的溫度範圍內對配製好的複合鍍液進行充分攪拌；將經過除油、除氧化層、清洗等前處理的冶金連鑄機結晶器放入鍍槽中，將結晶器與電鍍用電源連接；打開電鍍電源，在冶金連鑄機結晶器表面直流電鍍或者脈衝電鍍鎳基複合渡層或者鎳合金基複合鍍層。
【文檔編號】B22D11/059GK103567404SQ201310539080
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】虞雪君 申請人:虞雪君